Lock in $30 Savings on PRO—Offer Ends Soon! ⏳
Speaker Deck
Features
Speaker Deck
PRO
Sign in
Sign up for free
Search
Search
ニューラルネットの1bit化 / 1bit-neural-network
Search
shun74
July 13, 2022
Programming
0
890
ニューラルネットの1bit化 / 1bit-neural-network
Explanation of what is 1bit neural network .
shun74
July 13, 2022
Tweet
Share
More Decks by shun74
See All by shun74
深度推定モデルの自己教師あり学習/self-supervised-depth
shun74
0
440
GPUでステレオマッチング / Stereo-matching with GPU
shun74
0
960
卒業研究の進め方 / How to preceed with the research
shun74
1
530
Barcode Recognition / pharmacode-decoder
shun74
0
960
Vision Transformer講座 / Vision Transformer Presentation
shun74
1
670
Defocus Map Estimation From a Single Image Based on Two-Parameter Defocus Model / two-parameter-defocus-model
shun74
0
360
理解してほしいVision Transformer / plz-understand-ViT
shun74
0
730
Other Decks in Programming
See All in Programming
dnx で実行できるコマンド、作ってみました
tomohisa
0
140
Microservices rules: What good looks like
cer
PRO
0
1.2k
「コードは上から下へ読むのが一番」と思った時に、思い出してほしい話
panda728
PRO
38
25k
Go コードベースの構成と AI コンテキスト定義
andpad
0
120
ハイパーメディア駆動アプリケーションとIslandアーキテクチャ: htmxによるWebアプリケーション開発と動的UIの局所的適用
nowaki28
0
400
C-Shared Buildで突破するAI Agent バックテストの壁
po3rin
0
380
テストやOSS開発に役立つSetup PHP Action
matsuo_atsushi
0
150
リリース時」テストから「デイリー実行」へ!開発マネージャが取り組んだ、レガシー自動テストのモダン化戦略
goataka
0
120
S3 VectorsとStrands Agentsを利用したAgentic RAGシステムの構築
tosuri13
6
300
Tinkerbellから学ぶ、Podで DHCPをリッスンする手法
tomokon
0
120
CSC509 Lecture 14
javiergs
PRO
0
220
STYLE
koic
0
160
Featured
See All Featured
StorybookのUI Testing Handbookを読んだ
zakiyama
31
6.4k
Building an army of robots
kneath
306
46k
Imperfection Machines: The Place of Print at Facebook
scottboms
269
13k
Rebuilding a faster, lazier Slack
samanthasiow
84
9.3k
We Have a Design System, Now What?
morganepeng
54
7.9k
Code Review Best Practice
trishagee
74
19k
Why You Should Never Use an ORM
jnunemaker
PRO
61
9.6k
Refactoring Trust on Your Teams (GOTO; Chicago 2020)
rmw
35
3.3k
Documentation Writing (for coders)
carmenintech
76
5.2k
[SF Ruby Conf 2025] Rails X
palkan
0
500
Leading Effective Engineering Teams in the AI Era
addyosmani
8
1.3k
Side Projects
sachag
455
43k
Transcript
ニューラルネットの1bit化 B4 shun sato
本日のお話 • ニューラルネットとは • ニューラルネットの1bit化 • 1bit化のメリット • FPGAによる爆速化
ニューラルネットとは • 人間のシナプス結合を模倣 • 掛け算足し算をたくさんやる • 出力と答えの誤差を微分して学習 ニューラルネット内の数値表現 • 入力
:float32, int32, uint8… • 重み :float32 • バイアス :float32 • 出力・答え :float32, int32, uint8… シナプス結合 ニューラルネット(多層パーセプトロン)
ニューラルネットの1bit化 内部の表現をいろいろと1bit化する 式: ⇢⇢⇢ 1bit化 重み・活性化関数・正則化などが1bit化可能 ※ここでいう1bitとは{-1, 1}のことです
1bit化のメリット • メモリ大幅削減! float32 ⇢ 1bitでメモリ消費が1/32になる • 計算の単純化 ⇢ 高速化・省電力
• FPGAによる爆速化 (次のスライド) 1bitの掛け算はXNORと同じ ⇢ ALUを使わなくても計算可能 足し算もbit countで高速に処理
FPGAによる爆速化 FPGA = Field Programmable Gate Array (その場で書き換え可能な集積論理回路) ⇠こういうやつ 高位合成でプログラムするのが一般的
HDLでもプログラム可能 LUT(Look up table)を使った高速な計算が可能 浮動小数点演算 :速くて40クロックぐらい LUT+FFによる演算 :数クロック LUTで数値を取り出してFFに入力
FPGAの実験 ⇠ FPGAのみの実験結果 ネットワークの大きさはSFC<LFC<CNVの順番 手元でSFCをGPUで動かしたら9500FPSぐらいだった 1bit+FPGAにすれば約1000倍速(1200万FPS)になる? LUTは回路の面積も小さいので省電力
デメリットもあるよね? • 普通に1bit化すると大幅な精度低下 • ニューラルネットの1bit化について様々な研究が存在 • Binary Connect:BC (CVPR 2015)
https://arxiv.org/abs/1511.00363 NNの重みを1bit化した初のモデル • Binarized Neural Network:BNN (NIPS 2016) https://arxiv.org/abs/1602.02830 BCの活性化関数を1bit化 計算のボトルネックになるBatchNormalizationをシフト演算化 • XNOR-Net (CVPR 2016) https://arxiv.org/abs/1603.05279 BNNの演算に係数をつけて大規模データセットにも対応 畳み込みブロックの順序を変えて精度を向上
参考文献 • ニューラルネット https://sinhrks.hatenablog.com/entry/2014/11/30/192940 • 1bit化とハードウェア https://www.slideshare.net/kentotajiri/ss-77136469 • 演算のクロック数 http://rakasaka.fc2web.com/delphi/numop.html
• FPGAの大手企業 Xilinx https://xilinx.com/